有机解偶联剂制造技术

本发明专利技术涉及控制含水体系中细菌生物质生长的方法，其包括向含水体系中加入，或者使得含水体系接触，有效量的选自香草醛、季戊四醇和式(1)所示的甜菜碱的解偶联剂：(R)3N+＝[CH2]n＝CO2-(1)，其中基团R可以相同或不同，选自直链或枝化的具有1-8个碳原子的烷基，n为1-5的数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机衍生物和它们作为解偶联剂的用途。本专利技术涉及这些解偶联剂在含水体系，特别是在废水处理装置中，控制细菌生物质的应用，以及这些试剂的用途和使用这些试剂的方法。
技术介绍
分子的解偶联活性在于对细菌细胞能量起作用，以此来减少废水中生物质的生产，同时保持细菌细胞的生物降解有机分子的净化活性。与细胞呼吸相关的生物化学和机理的详细内容在出版物，例如《Biochemistry》，第三版，作者Lubert Stryer,编辑ff. H. Freemen 公司，纽约，美国，1998,和《General Microbiology)),第三版，作者RogerY.Stanier、Michanel Doudoroff 和 EdwardA. Adelberg,编辑Macmillan, 1971 中有讨论。 分子对细菌生长的解偶联活性总的表现在细菌能量失衡引起的氧气的过度消耗。对于在废水处理装置(随后用法语缩写STEP表示)中的应用，当能够在生产源头显著减少活性污泥的情况下，分子的这种解偶联活性是让人感兴趣的。废水处理中生物质和活化污泥的产生，来源于对废水中营养物的消耗。通过呼吸过程，营养物被氧化，其释放的能量可以被微生物在细胞分裂中利用。目前，通过氧化磷酸化现象，营养物的消耗促使细菌细胞膜处的质子流产生；质子流可以形成质子梯度从而在ATP合成酶复合物上使得ADP+P合成ATP (三磷酸腺苷)的质子泵运转。ATP在细胞过程(包括细胞分裂)中给细胞提供能量。如果能够避免能量释放，则通过抑制能量的产生，将会促使生物质生产的降低。解偶联相当于抑制ATP形式的能量供应的形成。解偶联剂减少了碳消耗的能量产率，同时增加了碳被氧化成CO2的比例。解偶联因此表现为更少的生物质产生和更多的氧气消耗。在废水处理中产生的细菌生物质的移除是昂贵的，因此，生物质的减少将使得移除费用减少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供解偶联分子，其效率通过在源头，即城市废水处理装置的曝气池中，生物污泥的产生减少了至少30%来衡量。本专利技术的另一个目的是提供解偶联分子，其效率实质上相当于，或者甚至高于参照分子THPS(四羟甲基硫酸磷鎗)，在专利申请W02004/113236中已经公开了 THPS对于减少生物污泥产生的效率。本专利技术的另一个目的在于提供替代THPS的解偶联分子，其非生物降解性和生物降解性慢于THPS，但是所述的分子并不是不能够降解的(不能降解将导致环境问题)。本专利技术的另一个目的是提供了解偶联分子，其毒理学和生态毒理学特征是令人满意的并且适合于其在STEP中的应用。事实上，这些分子对环境的影响很弱，并且最后是可降解的，同时由于其具有生物和非生物降解性使得它们能够对细菌生物质有令人满意的反应性。这些目的和其他的目的可以通过本专利技术来实现，本专利技术实际上涉及能够控制水介质中细菌生物质的生长的方法，包括向含水体系中加入，或者使含水体系接触，有效量的选自香草醛、季戊四醇、和式(I)所示的甜菜碱的解偶联剂(R) 3N+-[CH2]n_C02 (I)其中，基团R可以相同或不同，其选自直链或枝化的具有1-8个碳原子的烷基，η为包含在1-5之间的数字。优选地，R为甲基，η为1，且式(I)的产品在文献中表示为三甲基甘氨酸，N-三甲基甘氨酸，甘氨酸甜菜碱或者式(2)的甘氨酸(CH3)3N+-CH2-CCV (2)添加入含水体系的解偶联剂的有效量可以多至5000mg/l，例如至多3000mg/l，如至多1000mg/l。优选地，添加入含水体系的解偶联剂的有效量为O. 005mg/l至500mg/l，例 如O. OImg/1至300mg/l,如从O. 05mg/l至100mg/l。更优选地,解偶联剂的有效量从O. Img/I 至 10mg/l,例如从 O. 5mg/l 至 7. 5mg/l，例如从 Img/1 至 5mg/l。解偶联剂可以与以下的一种或者多种处理废水中常规使用的化学物质配制表面活性剂消泡剂阻垢剂防腐蚀剂杀生物剂絮凝剂加速固体/水分离的试剂和分散剂。优选地，所述的含水体系为用于处理工业和城市污水的废水处理装置。该设施通过在缺氧、有氧过程(例如脱硝作用)中使用微生物，处理来自工业(例如造纸业、食品加工业、化学工业)和/或生活和办公建筑和类似设施的废水，消耗有机污染物，使得水适合重复利用或者排放到环境中。本专利技术因此提出了控制含水体系中细菌生物质生长的方法，包括将有效量的上述解偶联剂直接与细菌生物质接触。为了应用此方法，推荐在有限的时间内使最大量的活性污泥与解偶联剂接触，以获得后者的最优功效。因此，在实验室的小规模生物试验中，解偶联剂与细菌生物质的直接接触通过称作“瞬时给药”或“瞬时混合”的快速混合(flash mixing)而完成。此外，解偶联剂的有效量可以是相对于存在于所述含水体系污泥中的每克固体(以干物质表示)，含有O. I至1000毫克解偶联剂，优选O. 5至750mg/g，例如，I至500mg/g 或 5 至 100mg/g。通过快速地使细菌生物质与解偶联剂直接接触(换句话说是最优混合)，发现这促使解偶联剂控制细菌生物质的效率提高了。如果解偶联剂仅是简单地直接加入到含有污泥的生物反应器中，由于解偶联剂可以与其他存在于生物反应器中的物质相互作用，会发现解偶联剂的效率大幅降低了，因而解偶联剂的作用大幅降低了。具体实施例方式以下的实施例阐明了本专利技术但是不用于限定本专利技术。实施例I Oxitop筛诜试骀中有机衍牛物俥得污泥减小的示例:为了评估筛选中化学解偶联剂对污泥产生量的减少，使用呼吸计量技术的Oxitop 气缸。将已知的菌株和活化污泥的代表(因为它们是在曝气池中分离的)接种于含有一定浓度解偶联剂的培养基中7天。通过比较处理的接种体和对照(未处理的接种体)的呼吸作用，可以测定氧气的过度消耗，这是对细菌解偶联效果的生理指标。所用的方法和实验仪器是描述于本文所引用的参考文献W02004/113236的实施例3中的那些。 以下表I收集了对菌株Shinella granuli的筛选试验结果。它们是以相对于对照(不含有任何解偶联剂)的解偶联百分率表示。THPS (四羟甲基硫酸磷鎗)在额定浓度3ppm时在Oxitop 呼吸计量试验中产生16±8%的解偶联效应，就解偶联因子为[10-22]而言，THPS的置信区间为95%，这些值是通过计算26个Oxitop 实验结果得到的。表I I酿 0. Ippm 0.5ppm I ppm 2 ppm 3 ppm 8 ppm 10 ppm 20 ppm 16%* THPS______[10-22]____ 18%-2521%-21香麵 5% 18% 14%15%-22%18%-23% 18% % % 15-17%- 21-21%- 季戊四醇 2% 8% 19% 22% _______17%___19%___20%-26 20%-26 甜麵 5% 18% 0%24%-25%12-20% % %在此阶段还对这些分子的毒理学和生态毒理学特性进行了评估，从而使得在后续的生物小规模试验评估阶段进行以前选择出最有前景的分子。从表I中，可以看出香草醒最少在0. 5ppm就具有效果,并且到至多20ppm都有效果。筛选试验中，季本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.09.22 FR 09045091.控制含水体系中细菌生物质生长的方法，其包括向含水体系中加入，或者使得含水体系接触，有效量的选自香草醛、季戊四醇和式(I)所示的甜菜碱的解偶联剂(R)3N = [CH2] n = CO2 (I) 其中基团R可以相同或不同，选自直链或枝化的具有1-8个碳原子的烷基，n为包含在1-5之间的数字。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于式(I)中，R为甲基，n为1，且式(I)的产品为三甲基甘氨酸，N-三甲基甘氨酸，甘氨酸甜菜碱或甘氨酸。3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于所述解偶联剂的有效量是包括在0.005和5000mg/l之间。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述解偶联剂的有效量是包括在0.01和IOOOmg/1 之间。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述解偶联剂的有效量是包括在0.01和300mg/l 之间。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述解偶联剂的有效量...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·雅科，L·卢韦尔，P·马沙尔，P·玛丽昂，G·莫罗，A·皮拉斯贝格，
申请(专利权)人：罗迪亚运营公司，
类型：发明
国别省市：